Японські астрономи пояснили відсутність мініатюрних чорних дір у ранньому Всесвіті

Дослідники з Дослідницького центру раннього Всесвіту (RESCEU) та Інституту фізики і математики Всесвіту Кавлі (Kavli IPMU, WPI) Токійського університету запропонували нову модель, що пояснює, чому в ранньому Всесвіті не спостерігається великої кількості мініатюрних чорних дір.

Їхня робота, опублікована в журналах Physical Review Letters і Physical Review D, використовує квантову теорію поля для аналізу процесів, що відбувалися в момент зародження Всесвіту.

Вважається, що вік Всесвіту становить близько 13,8 мільярдів років. Він почав своє існування з Великого вибуху, швидко розширився в період інфляції і потім сформував складні структури. Темна матерія, що становить значну частину маси Всесвіту, довгий час залишалася загадкою, і одна з гіпотез припускала, що вона складається з первинних чорних дір (ПЧД).

Дослідницька команда, до складу якої входять аспірант Джейсон Крістіано і професор Дзюн'їті Екояму, провела детальне вивчення різних моделей утворення ПЧД. Вони виявили, що провідні моделі не узгоджуються з реальними спостереженнями космічного мікрохвильового фону (CMB) — своєрідного відбитка Великого вибуху. Ці невідповідності вказували на необхідність перегляду наявних теорій.

У своїй роботі команда запропонувала коригування моделі формування ПЧД на основі процесів космічної інфляції. Вони встановили, що маломасштабні флуктуації у Всесвіті можуть істотно впливати на формування більших структур, які ми бачимо в реліктовому випромінюванні. Цей процес пояснюється квантовою теорією поля, що описує взаємодії частинок, таких як фотони та електрони.

«Ми вважаємо, що ранні короткі хвилі могли призвести до посилення довших хвиль, які спостерігаються в реліктовому випромінюванні, — пояснив Екояма. — Ці флуктуації можна пояснити когерентністю коротких хвиль, що рідкісний випадок, коли теорія малих масштабів пояснює явища великих масштабів».

Нове дослідження припускає, що кількість первинних чорних дір має бути значно меншою, ніж передбачалося раніше, якщо вони справді є кандидатами на роль темної матерії або джерелами гравітаційних хвиль. Поточні спостереження світових обсерваторій гравітаційних хвиль LIGO у США, Virgo в Італії та KAGRA в Японії мають надати додаткові дані для перевірки цієї теорії.

Згідно з новим дослідженням, астрономи виявили зірку в безпосередній близькості від надмасивної чорної діри в центрі галактики Чумацький Шлях, яка з’явилася за межами нашої галактики.

Завдяки своїм інфрачервоним можливостям космічний телескоп Джеймса Вебба дозволив астрономам зазирнути крізь газ і пил у центр Чумацького Шляху.

Астрономи виявили найвіддаленішого двійника Чумацького Шляху у Всесвіті за допомогою телескопа «Джеймс Вебб».

⚡️⚡️⚡️Увесь інсайд та актуальна інформація на нашому Телеграм-каналі, а також бонуси та швидкі новини.